ТАРГЕТНОСТЬ СОВРЕМЕННЫХ РАЗРАБОТОК

Академическая наука сегодня нацелена на решение комплексных задач и реализацию полного цикла: исследования — технологии — производство. Как эти задачи решаются в сотрудничестве с предприятиями нефтехимической отрасли, рассказывает Андрей ИВАНЕЦ — главный ученый секретарь и председатель Совета молодых ученых Национальной академии наук, доктор химических наук.

— Андрей Иванович, как в Беларуси развивается наука в области нефтехимии? Что сегодня в приоритете у ученых, занятых в этой сфере?

— В отраслевой структуре Беларуси предприятия химического комплекса занимают третье место. На долю организаций нефтехимической отрасли, которых объединяет концерн «Белнефтехим», приходится около 30% промышленного производства страны. В нашей стране два основных источника кадров для этой отрасли, где частично сосредоточена нефтехимическая наука, — Белорусский государственный технологический университет, а также Полоцкий государственный университет, расположенный в непосредственной близости от одного из белорусских нефтеперерабатывающих заводов — «Нафтана».

Но все же более масштабно наука поставлена в организациях Национальной академии наук, которые достаточно активно ведут крупные работы с основными предприятиями концерна. В их научном сопровождении традиционно участвуют Институт химии новых материалов, Институт общей и неорганической химии, Институт физико-органической химии, Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова, Институт механики и металлополимерных систем имени В.А. Белого и другие. Исследования, которыми занимаются специалисты этих учреждений, в первую очередь направлены на создание продуктов малотоннажной химии. Например, ИХНМ достаточно плодотворно работает с ОАО «СветлогорскХимволокно». На сегодня реализованы два проекта, которые входили в Государственную программу инновационного развития Республики Беларусь, — это подчеркивает уровень их значимости для страны. Логическим продолжением проектов стало создание опытно-промышленных установок, которые обеспечивают выпуск соответствующей наукоемкой продукции, используемой, например, в качестве модификатора при создании тканей специального назначения. На этом работы не останавливаются. В настоящее время в ОАО «СветлогорскХимволокно» ведется разработка углерод-углеродных композитов и реактопластов на основе вискозных углетканей «Урал», которые отличаются термостойкостью до 3 000 °C в инертной среде, в окисляющих средах — до 400—450 °С, а также химической стойкостью к кислотам, щелочам и растворителям при любых температурах. Эти композиты востребованы в авиационной, авиакосмической промышленности и других специфических секторах. Такими технологиями владеют далеко не все страны. Немаловажным направлением является развитие и аддитивных технологий. В том же ИХНМ создан опытно-технологический участок, где налажен выпуск материалов, создаваемых из отходов пластиков, для 3D-печати.

Но перечень вопросов, над которыми работают академические ученые, не ограничен только нефтехимической тематикой — параллельно решаются и сопряженные с ней проблемы. В этом плане с производственным сектором сотрудничают наши Центр стратегических исследований системного анализа и Институт экономики. Отдельное место занимают научно-технические решения в области оптимизации физико-химических процессов и энергоэффективности, на разработке которых специализируется Институт тепло- и массообмена.

В числе примеров сотрудничества ученых с предприятиями химической отрасли есть и, казалось бы, задачи совсем не нефтехимического профиля. Это внедрение на «Белшине» опытно-промышленной технологии хозяйственно-питьевого водоснабжения. Специально для производителя отечественных шин ученые из Института общей и неорганической химии разработали новые каталитически активные материалы на основе сложнооксидных систем переходных металлов. Внедренная технология обеспечивает более эффективную очистку воды, высокую скорость фильтрации, низкий расход воды на собственные нужды и повышенную грязеемкость. Прогнозный срок службы каталитически активного фильтрующего материала — не менее 10 лет. Выполненные работы позволяют предприятию получать не только экономический, но и значительный экологический и социальный эффекты. К слову, по эффективности эта технология превосходит мировые аналоги. ОАО «Белшина» в полной мере ощутило выгоду от сотрудничества с учеными. Данная технология также сегодня внедрена в ОАО «СветлогорскХимволокно» в рамках модернизации 22 станций водоочистки, которые мы поставляли предприятию пять лет назад. В настоящее время прорабатывается вопрос о внедрении станций водоочистки нового поколения не только для организаций концерна. Планируем масштабировать эту технологию от нефтехимической отрасли на городские, региональные предприятия ЖКХ.

— Раз уж мы затронули тему интеграции науки и промышленных предприятий, то скажите, пожалуйста, как вы оцениваете уровень их взаимодействия?

— За последние годы оно значительно укрепилось во многом благодаря тому, что современная наука нацелена не только на фундаментальные, но и на прикладные исследования, то есть на получение законченного результата разработки и ее внедрение. Ежегодно на различных промышленных предприятиях нашей страны внедряется около 250—300 научных разработок, выполняемых учеными Национальной академии наук Беларуси. Охватываются все сферы — химические и биотехнологии, IT, новые материалы и нанотехнологии, агропромышленный комплекс, атомная энергетика и энергосбережение, медицина и фармацевтика и так далее. Причем разработки не просто внедряются — по ним осуществляется выпуск продукции и достигается достаточно высокая окупаемость, а масштабирование в течение последующих лет приводит к еще более высокой результативности.

Таким образом, с одной стороны, мы используем ресурс наших государственных научно-технических программ, государственных программ, государственных программ инновационного развития, в рамках которых министерства и ведомства выступают в качестве госзаказчиков, а их предприятия являются организациями — потребителями инновационной продукции. С другой стороны, в Национальной академии наук Беларуси успешно функционируют научно-производственные кластеры, которые объединяют не только академические институты и крупные организации, но и промышленные предприятия. Примеров такой кооперации ученых и производственников по республике немало: химико-фармацевтический кластер, инновационно-промышленный кластер «Опто-, микро- и СВЧ-электроника», кластер «Республиканский центр беспилотной авиации» и другие.

Мы понимаем, что результативность и востребованность научных исследований обусловлены, в первую очередь, внешним заказом. А в рамках деятельности кластеров вырабатываются единые подходы в решении вопросов, какие сегодня предприятиям нужны технологии и разработки. Поэтому ученые работают точечно, по заказам потребителя. То, что Академия наук развивается по кластерному типу, позволило нам серьезно оптимизировать таргетность наших разработок.

— Не могу в данном контексте не спросить про инновационно-промышленный Новополоцкий нефтехимический кластер. Знаю, вы принимали участие в посвященном его развитию выездном заседании научно-консультативного Совета при Президиуме Совета Республики Национального собрания Республики Беларусь. Какие перспективы этого кластера вы видите?

— Считаю, что объединение участников цепочки «образование — наука — реальный сектор» может принести повышение результативности работы «Нафтана», который выступает промышленным ядром данного кластера. Общемировая тенденция — сильное сжимание временнóго инновационного цикла. Если раньше мы могли себе позволить пять лет проводить фундаментальные исследования, потом еще года три — прикладные и только затем внедрять новинку на производство, то сегодня это роскошь. Чтобы разработка не успевала устареть и была востребованной, мы должны сокращать инновационный цикл и более оперативно вклиниваться в инновационную цепочку. Поэтому всем участникам кластера, особенно конечному потребителю квалифицированных кадров и разработок — «Нафтану», мне кажется, в рамках кластера надо занять более сильную позицию и проявлять настойчивость в продвижении его интересов. Тогда мы и результаты увидим.  

— На недавнем выездном мероприятии на заводе «БЕЛДЖИ» с участием руководства НАН Беларуси речь шла о том, что производитель автомобилей Geely готов рассмотреть предложения ученых по внедрению новых материалов, в том числе отечественных лакокрасочных материалов. Какие точки соприкосновения интересов науки и производства в этом плане уже есть? 

— В вопросе развития такого крупного предприятия важно, с одной стороны, развитие производства, с другой — повышение уровня локализации. Мы отлично понимаем, что выпуск продукции — в данном случае автомобилей, необходимо максимально локализовать. В связи с этим руководство завода «БЕЛДЖИ» пригласило ученых во главе с председателем Президиума НАН Беларуси Владимиром Гусаковым посетить производство для обсуждения широкого круга вопросов по перспективам сотрудничества. В этом процессе предполагается участие академических институтов разных профилей. Отдельная роль отводится специалистам, занятым в химическом сегменте, в частности разрабатывающим лакокрасочные покрытия. В этом плане хороший задел имеет Институт общей и неорганической химии, где в мае 2018 года была создана отраслевая лаборатория лакокрасочных материалов. Они уже предложили ряд разработок для «БЕЛДЖИ». Ученые, например, готовы провести исследования по доработке состава ванн обезжиривания и ополаскивания кузова автомобиля в целях полного удаления масел перед операциями сушки и фосфатирования при сохранении всех активных ингредиентов, необходимых для обеспечения требуемой адгезии фосфатного покрытия. Для окраски радиатора и выхлопной системы автомобилей специалисты ИОНХ предлагают испытать разработанную ими термостойкую краску, выдерживающую 500 — 600 °С, которую отличают ускоренная сушка и улучшенные термозащитные свойства. Еще одна разработка — состав водоразбавляемой антикоррозионной наногрунтовки, образующей покрытия, способные шлифоваться, для применения на операциях грунтования-шлифования кузовов с помощью робототехники. Для защиты днища автомобиля от атмосферной коррозии, минимизации истирания покрытия при попадании в процессе движении абразивных частиц, а также снижения шумовых эффектов предлагается испытать комплексное декоративно-защитное покрытие, которое включает латекс, содержащий грунтовочный и финишный эпоксидный лаковый слой. Для этого будут использованы экологически- и пожаробезопасные импортозамещающие лакокрасочные материалы, разработанные ИОНХ НАН Беларуси по заданию ГНТП.

В случае заинтересованности «БЕЛДЖИ» институт готов сотрудничать с ним также по обеспечению дополнительной гидрофобизации лаковых финишных покрытий автомобилей, чтобы таким образом обеспечить повышенное грязеотталкивание или самоочищение покрытий от адсорбированных загрязнений.

— Малотоннажная химия решает многие проблемы крупнотоннажных производств. Вы согласны с этим утверждением?

— Малотоннажная химия выступает, скорее, дополнением. Например, мы говорим о том, что малотоннажные производства должны выпускать продукты, необходимые крупнотоннажным предприятиям как компоненты. В то же время при крупнотоннажном производстве образуются отходы, побочные продукты, которые могут служить сырьем для малотоннажной химической продукции. Получается замкнутый круг, гарантирующий эффективную работу всех участников производственного процесса.

Реализация и развитие проектов по выпуску импортозамещающей малотоннажной химической продукции — одно из важных направлений сотрудничества ученых НАН Беларуси с предприятиями концерна «Белнефтехим». Результаты налицо — модифицированные светостабилизаторы для полиоксадиазольных волокон, модифицированные термостойкие волокна, модификаторы карбонизации на основе полисилоксанов в качестве структурообразующей добавки в производстве вискозных углеродных волокон, новые виды композиционных полимерных материалов, в том числе для экструзионной 3D-печати, и так далее. Среди уже реализуемых проектов можно отметить ГНТП «Малотоннажная химия», в рамках которой организовано опытно-промышленное производство динатриевой соли 4,4’-азобензол дикарбоновой кислоты в ОАО «СветлогорскХимволокно» по технологии, разработанной в ИХHM. На предприятии успешно проведены монтажные и пусконаладочные работы опытно-промышленного производства ДНС производительностью не менее 25 тонн/год.

Достаточно перспективным, на наш взгляд, является поверхностное плазмохимическое модифицирование нетканых материалов, выпускаемых также ОАО «СветлогорскХимволокно», типа спанбела. Ученые Физико-технического института НАН Беларуси предложили технологию, позволяющую придать данным материалам повышенные антибактериальные характеристики, необходимые для выпуска средств индивидуальной защиты. 

И вновь отмечу ИХНМ, который создал и более 20 лет возглавлял академик Владимир Агабеков. Именно он предлагает прогрессивную отечественную технологию гидроконверсии тяжелого углеводородного сырья и биомассы с применением нового нанокатализатора. Для апробации технологии планируются создание и освоение пилотной установки комплексной переработки гудрона, древесных опилок и бурого угля мощностью 1 кг/час и проведение комплекса научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ.

Еще одним актуальным направлением исследований является создание отечественной технологии глубокой очистки «грязной нефти» от механических примесей, пластовой воды, хлорорганических соединений (дихлорметана, трихлорметана, тетрахлорметана), различных солей (хлоридов, карбонатов, сульфидов, сульфатов натрия, кальция, магния), наличие которых обусловливает выделение свободной соляной и других кислот вследствие гидролиза солей. Успешное внедрение этой технологии способно решить основные проблемы НПЗ, связанные с коррозией оборудования нефтепроводных и нефтеперерабатывающих предприятий, с увеличением вязкости нефти и, соответственно, повышением затрат на ее транспортировку, с засорением и понижением производительности установок.

— Какие результаты дает белорусской науке международное научно-техническое сотрудничество? Какие отечественные разработки или технологии в области химии/нефтехимии востребованы за рубежом?

— НАН Беларуси сотрудничает более чем со 100 странами, с организациями более 60 из них выполняются контракты. В настоящее время из научно-технической плоскости мы переходим в инновационную и научно-производственную. Это подразумевает создание наукоемких производств. Например, недавно в индустриальном парке «Великий Камень» открылся Китайско-Белорусский инновационный центр современных промышленных технологий, учредителями которого являются НАН Беларуси и Академия наук провинции Гуандун. Уже закончено строительство соответствующей инфраструктуры, площадей, и на их базе идет формирование инновационных проектов по созданию наукоемких производств. Начнем с создания передовых технологий обработки поверхностей материалов. Кроме того, очень интересует наших китайских коллег вопрос создания диагностических иммунно-ферментных препаратов, а также фармацевтических производств. С 2018 года на базе «Великого Камня» действует совместное белорусско-китайское ЗАО «Авиационные технологии и комплексы», которое создано Национальной академией наук Беларуси и крупнейшей китайской авиационной компанией AVIC. 

Международное сотрудничество для НАН Беларуси — это значительный объем экспорта наукоемкой продукции. С другой стороны, для нас это площадка, база для освоения перспективных разработок. Также это источник дополнительного финансирования: доходы, получаемые от экспортоориентированной деятельности, занимают третью часть в общем объеме финансирования.

Наиболее масштабно деятельность по экспортным контрактам осуществляется с организациями России, Украины, Китая, Саудовской Аравии, Казахстана, Грузии, Латвии, Польши, Германии и Нидерландов. С 2016 года по октябрь 2020-го совокупный объем экспорта наукоемкой и высокотехнологичной продукции и услуг (включая гранты) организаций НАН Беларуси, по данным Белстата и самих организаций, составил 240 миллионов долларов — это 116,6% к уровню экспорта за предыдущую пятилетку (2011—2015 годы).

В области химии и нефтехимии наиболее востребованы за рубежом и обеспечивают экспортные поступления технологии переработки полиминеральных калийных руд (Институт общей и неорганической химии), разработка и производство ионообменных волокон ФИБАН и биологически активных добавок (Институт физико-органической химии), создание термозащитных материалов (Институт химии новых материалов). 

Для разработки и адаптации передовых технологий в области химии и нефтехимии, а также их продвижения на зарубежные рынки на базе организаций НАН Беларуси действуют международные исследовательские центры, совместные лаборатории. Так, на базе ИХНМ совместно с Институтом катализа имени Г.К. Борескова СО РАН организован научно-производственный Центр нефте- и лесохимических технологий, совместно с Институтом химии природных соединений Вьетнамской академии наук и технологий — химико-технологический центр. Международная белорусско-китайская лаборатория технологий очистки сточных вод — результат сотрудничества ИОНХ и Хэнаньской академии наук.

В прошлом году было подписано соглашение о создании отраслевой нефтехимической лаборатории НАН Беларуси и АН Татарстана на базе Волжского НИИ углеводородного сырья, который входит в состав «Татнефти». В планах — совместное участие ученых в выполнении научно-технических проектов, в том числе в создании совместной Международной исследовательской лаборатории нефтехимии. Вопросы, которые стоят на повестке дня, также связаны с разработкой новых нефтехимических технологий, очисткой углеводородов от вредных примесей, комплексной комбинированной переработкой тяжелых нефтяных остатков и возобновляемых природных ресурсов для получения легких и средних дистиллятов. В целом ученым, объединив усилия, предстоит решение двух глобальных задач: повышение качества исходного сырья и увеличение глубины переработки нефти.

— Напоследок дискуссионный вопрос вам как председателю Совета молодых ученых НАН Беларуси: современная молодежь стремится к научным прорывам? 

— Сейчас — да! Совет молодых ученых я возглавляю с 2013 года и могу сравнивать молодежь того периода и нынешнюю. Раньше мы говорили о том, что важно заниматься популяризацией науки, привлечением молодежи в науку. Сегодня убеждать молодежь в том, что наука — это актуально и востребовано, уже не приходится: молодежь стала другой. Более того, если раньше молодежь при выборе научной организации и руководителя первостепенно ориентировалась на предлагаемые им направления, то сегодня можно говорить о высоком уровне осознанности и целенаправленного выбора области для последующей научной работы. Приходя в науку, молодые ребята хотят заниматься тем, что востребовано не только сегодня, а будет актуально и в перспективе в контексте трендов мировой науки. Молодежь прекрасно ориентируется, какие направления актуальны, какие будут перспективными через пару-тройку лет, что такое наукометрические показатели, которые отражают результативность научной деятельности, в каких научных рейтинговых журналах они будут публиковаться. Современная молодежь изначально нацелена на движение вверх, и для этого в нашей стране созданы все условия. Если раньше мы говорили о стимулах привлечения, то сегодня говорим о вариантах и возможностях реализации потенциала молодых ученых. И в этом, я считаю, огромная заслуга принадлежит старшему поколению представителей НАН Беларуси: их пример доказывает, что наука — это всегда перспективно, актуально и востребовано.

ФОТО Виктория Анискевич-Клопоцкая, Егор Климович, Сергей Дубовик